ALMA: Um buraco negro alimentado por dilúvio intergaláctico frio

O boletim meteorológico cósmico, como ilustrado nesta concepção artística, anuncia nuvens condensadas de gás molecular frio em torno da Galáxia Mais Brilhante do Aglomerado Abell 2597. As nuvens condensam a partir do gás quente ionizado que permeia o espaço entre as galáxias deste aglomerado. Novos dados ALMA mostram que estas nuvens “chovem” na galáxia, mergulhando em direção ao buraco negro supermassivo que se encontra no seu centro. Créditos: NRAO/AUI/NSF; Dana Berry/SkyWorks; ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

Com o auxílio do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), uma equipe internacional de astrônomos foi testemunha de um evento meteorológico cósmico nunca antes observado — um aglomerado de enormes nuvens de gás intergaláctico “chovendo” sobre um buraco negro supermassivo situado no centro de uma enorme galáxia a um bilhão de anos-luz de distância da Terra.

Novas observações do ALMA mostram a primeira evidência direta de que nuvens densas frias podem coalescer a partir de gás intergaláctico quente e mergulhar no coração de uma galáxia, alimentando o seu buraco negro supermassivo central. Estas observações mudaram o modo como os astrônomos pensavam que os buracos negros se alimentavam, num processo chamado acreção.

Anteriormente os astrônomos pensavam que, nas galáxias maiores, os buracos negros supermassivos tinham uma dieta lenta e contínua de gás quente ionizado vindo do halo da galáxia. As novas observações feitas com o ALMA mostram que, quando as condições meteorológicas intergalácticas são as certas, os buracos negros podem igualmente “engolir” uma enorme quantidade de nuvens gigantes caóticas de gás molecular muito frio.

Grant Tremblay, astrônomo da Universidade de Yale em New Haven, Connecticut, EUA, antigo bolsista do ESO e autor principal do novo artigo científico que descreve estes resultados, explicou:

Embora tenha havido uma previsão teórica importante em anos recentes, esta é a primeira evidência observacional inequívoca de uma chuva caótica e fria, que alimenta um buraco negro supermassivo. É empolgante pensar que podemos estar mesmo observando uma tempestade, cobrindo toda a galáxia, que alimenta um buraco negro cuja massa é cerca de 300 milhões de vezes a do Sol.

Tremblay e a sua equipe utilizaram o ALMA para observar o aglomerado estranhamente brilhante de cerca de 50 galáxias, coletivamente chamadas de Abell 2597. No seu centro situa-se uma galáxia elíptica massiva chamada, de forma descritiva, Galáxia Mais Brilhante do Aglomerado Abell 2597. Banhando o espaço entre estas galáxias, no interior do aglomerado, encontra-se uma atmosfera difusa de gás quente ionizado, o qual tinha sido anteriormente observado com o Observatório de raios X Chandra da NASA.

Grant Tremblay disse:

Este gás muito quente pode esfriar rapidamente, condensar e precipitar, do mesmo modo que ar quente e úmido na atmosfera terrestre pode dar origem a nuvens de chuva e precipitação. As nuvens recentemente condensadas “chovem” depois na galáxia, dando origem a formação estelar e alimentando o seu buraco negro supermassivo.

No coração profundo da Galáxia Mais Brilhante do Aglomerado Abell 2597, astrônomos observaram um pequeno aglomerado de nuvens de gás gigantes que “chovem” no buraco negro central. Estas nuvens foram reveladas pelas sombras de bilhões de anos-luz de comprimento que lançam sobre a Terra. Estes dados do ALMA dão as primeiras evidências observacionais da acreção fria caótica de um buraco negro supermassivo, prevista pela teoria. Créditos: NRAO/AUI/NSF; Dana Berry/SkyWorks; ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

Os pesquisadores descobriram perto do centro desta galáxia o seguinte cenário: três núcleos massivos de gás frio que se aproximam do buraco negro supermassivo, situado no centro da galáxia, a cerca de um milhão de quilômetros por hora. Cada nuvem destas contém tanta matéria como um milhão de Sóis e apresenta uma dimensão de dezenas de anos-luz.

Normalmente, objetos nesta escala de grandezas são difíceis de distinguir a estas distâncias cósmicas, mesmo com a enorme resolução do ALMA. No entanto, a observação destas nuvens deve-se às “sombras” de bilhões de anos-luz de comprimentos que projetam em direção da Terra [1].

Dados adicionais do National Science Foundation´s Very Long Baseline Array indicam que as nuvens de gás observadas pelo ALMA estão a apenas cerca de 300 anos-luz de distância do buraco negro central, ou seja, estão praticamente prontas para serem “devoradas”, em termos astronômicos.

Apesar do ALMA ter apenas conseguido detectar três nuvens de gás frio perto do buraco negro, os astrônomos pensam que podem existir milhares destes objetos na vizinhança, preparando-se o buraco negro a receber uma “chuva” contínua, que poderá alimentar a sua atividade durante um longo período de tempo.

Os astrônomos planejam agora procurar estas “tempestades” em outras galáxias, de modo a determinarem se tal meteorologia cósmica é tão comum como as atuais teorias sugerem.

A imagem de fundo (em azul) foi obtida pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA e a que se sobrepõe em vermelho) corresponde aos dados do ALMA que mostram a distribuição do gás de monóxido de carbono na galáxia e em torno dela. A caixa ilustra a “sombra” produzida pela absorção da radiação milimétrica emitida pelos elétrons que espiralam em torno de poderosos campos magnéticos gerados pelo buraco negro supermassivo da galáxia. A sombra trata-se de uma concepção artística de uma das nuvens frias de gás molecular que está caindo em direção ao buraco negro. Créditos: B. Saxton (NRAO/AUI/NSF)/G. Tremblay et al./NASA/ESA Hubble/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

Este trabalho foi descrito no artigo científico intitulado “Cold, clumpy accretion onto an active supermassive black hole”, assinado por Grant R. Tremblay et al., publicado na Nature em 09 de junho de 2016.

Nota

[1] Estas sombras formam-se quando as nuvens opacas de gás em queda bloqueiam uma parte da brilhante radiação de fundo emitida no milímetro por elétrons que espiralam em torno de campos magnéticos muito próximos do buraco negro central supermassivo.

Fonte

ESO: eso1618 — Black Hole Fed by Cold Intergalactic Deluge

Artigo Científico

Cold, clumpy accretion onto an active supermassive black hole

._._.

eso1618a-Cold-clumpy-accretion-toward-an-active-supermassive-black-hole